综合性医院的室内电子地图制作技术方法研究

王璐，高文静，张曼

(西安市勘察测绘院，陕西 西安 710000)

1 引 言

我国城市发展迅速，大型公共服务资源配置逐渐完善，大型综合性医疗实体不断新建和扩建，大型综合性医院建筑内部的构造也越来越复杂。如何快速便捷地在综合性医院内到达目的地，室内电子地图是室内导航定位的重要数据支撑，使得人们对室内电子地图的需求也日益增加[1]。本文从空间认知和地图表达效果的角度出发，针对医院的结构特点和特定需求，对矢量要素进行分类处理，研究室内电子地图的制作技术方法，优化了电子地图表达效果。

2 研究方法

随着智慧医疗、掌上医院的广泛应用，医院更注重患者就医导诊流程的服务需求。综合性医院相比较一般医院具有体量大，建筑结构较复杂，可接纳服务的患者人数较多，功能性科室细化，分类明确等特点。综合性医院对于减少患者时间损耗、提高就诊效率的需求也较高，这使得综合性医院对室内地图的需求也随之增加，便于在室内地图的基础上扩展科室搜索、路线规划的应用。本文针对省会城市某一大型综合性三甲医院为实例，以CAD源数据为基础数据，进行了室内电子地图的制作和表达效果研究，实现了该医院各层电子地图的生产，具体生产流程图如图1所示。

图1 室内电子地图生产流程

2.1 数据处理

室内电子地图的数据源格式一般为CAD格式的设计图纸，CAD数据交互性强，方便浏览，但数据结构复杂，需进一步将其转换为符合制图要求的数据。室内地图主要是为正确表达地物之间的位置关系和属性信息，要素类型主要分为三类：①表示室内固定位置的点状要素，如消防设备、ATM机等；②表示室内线状分布的地物线状要素，比如建筑物边线、墙体等；③表示室内面状分布的面状要素，主要包括房间、办公室等[2]。数据处理首先利用ArcGIS将CAD格式的设计文件数据转换为矢量格式的点、线、面、注记数据。利用原始CAD数据，按楼层图形文件分别处理，将注记数据转换为shp格式点层，线数据转换为shp格式线层，保留原始图层属性信息，在线层编辑时删除多余线，提取建筑物结构线，设施范围线等。利用处理好的线数据转面，建立地理数据库，进行属性信息的记录与修改。

2.2 要素分类和属性处理

室内地图的要素分类不同于室外地图，没有一定的规范性，更注重小区域、大比例尺、高精度和精细化的内部元素展现。室内建筑类型多样，使得室内地图数据更加复杂，既包括卫生间、问讯处、ATM、母婴室等在内的室内公共设施，也包括扶梯、电梯、楼梯、出入口等在内的室内通行设施；既包括详细的属性信息，也包括精准位置的空间信息，需要根据实际情况分类[3]，本文针对综合性医院的具体内部结构框架和功能区划情况，在一般室内地图要素分类的基础上，进一步改进优化，主要将室内要素分为四大类：基础框架要素、公共设施要素、医疗保健服务要素、其他辅助要素。其中医疗保健服务要素根据具体功能科室的划分，又分为26个小类，具体分类如表1所示。

室内地图要素大类与对应小类 表1

基础框架要素主要包括建筑物外部轮廓墙体、内部区域划分墙体、通行设施，其中通行设施包括楼梯、直梯、扶梯、出入口、安全出口等。基础框架要素主要是让用户快速地整体认知室内空间布局。

公共设施要素主要是面向用户提供基础服务的设施场所或区域。主要包括卫生间、休息区、母婴区、咨询处、挂号收费处等。

医疗保健服务要素针对医院具体功能科室划分为26个小类，主要包括体检中心、癌症中心、病理科、超声影像科、产科、儿科、耳鼻喉科、妇科、风湿科、骨外科、感染科、肝胆外科、呼吸内科、口腔科、老年内科、麻醉科、皮肤科、乳腺科、神经科、眼科、消化内科、心血管科、肿瘤外科、重症医学科、药房区、行政办公区。具体每个小类，根据名称又可具体细划为门诊区、病房区、手术区等，以儿科、眼科为例，如表2所示。

要素小类与对应名称 表2

其他辅助要素是维系建筑物正常运转但普通用户不关心的区域[4]。

矢量数据的属性信息主要包括要素类型(点要素、线要素、面要素)、大类、小类和名称，具体要素名称主要来自原始数据注记，不明情况下要实地调绘，同时检查已有原始注记名称是否正确，有无调整。

2.3 数据拓扑处理

按照制图的需求，对已经处理好的矢量点、线、面图层进行拓扑关系处理，处理中始终保持各图层拓扑一致性，保证数据拓扑关系的正确性与合理性[5]。

2.4 符号设计与图面整饰

室内地图的符号化原则就是在实现对室内空间符号化映射的基础上，追求符合人眼视觉感受的符号化成果，提高用户对情境的准确认知[6]。符号设计的目的就是要简单直观表达实物的用途，针对医院出入口较多，各种通行设施和卫生间等公共服务设施也分散于各个区域的特点，对这几类地点都设计了直观易懂的图示符号，方便用户快速识图。符号的颜色主要以黑白灰为主，突出显示，形状为圆形，避免符号边角同其他要素的压盖，主要的几种符号如表3所示。

室内地图符号 表3

医院的室内地图要直观表达各个功能分区的用途和位置，对所有要素进行分类分色显示，调整名称注记、符号的位置和大小，合理布局，避免压盖，达到整体美观协调，帮助用户快速识别，便于空间认知[7]。本文实例医院门诊楼一层的室内地图效果如图2所示，局部放大图如图3所示。

图2 医院一层室内地图

图3 一层局部放大图

2.5 室内电子地图切片与发布

在ArcGIS平台下将整理好的室内地图矢量数据存储于数据库中，作为电子地图的基础数据，根据瓦片的级别选择适当的矢量数据内容，将整合好的数据进行统一处理[8]，包括地图投影变换、要素空间处理、拓扑关系检查，将动态标注转换为独立的注记。处理好的室内地图为了优化地图的显示效果，需要进行地图配图，协调整体色彩，调整符号以及注记的大小、压盖、方向等问题。配图完成后，利用ArcGIS server将配置好的各级电子地图进行地图切片处理，发布室内电子地图服务。具体的地图发布流程如下：

(1)利用ArcMap连接ArcGIS serve，将配置好的地图配图文档通过共享于服务，新建一个连接，连接到ArcGIS serve服务器，设置服务名称，发布服务。

(2)在服务编辑器中修改地图服务属性，在缓存设置中使用缓存中的切片，选择切片方案(可选建议方案)，根据需求设置缓存级别。

(3)分析是否有错误，若无错，直接发布；若有错误，返回上一步修改后再发布。

为了方便用户认知室内地图和室外地图的位置关系，增强识图的连续性，可将室内地图的独立坐标系统一到室外地图的坐标系下，显示建筑物标准层的布局，建筑物出入口与外部道路的位置关系，其具体内部墙体和注记信息不显示，室内外一体化显示如图4所示。

图4 医院门诊部室内外一体化显示

3 结 论

本文面向综合性医院，利用原设计CAD数据，在ArcGIS平台下转换为矢量数据，针对综合性医院的特点分析，对要素进行分类、属性处理以及符号设计，根据用户快速识图的需求，优化配图设计，并进行室内外一体化表达，最终以电子地图的要求，对医院室内地图切片处理并发布服务。该方法对于其他建筑物的室内电子地图制作有一定参考作用，在今后的工作中，将进一步研究室内地图的三维立体表达，优化展示效果，提高地图质量。